Microcrăpăturile din cadrul panourilor solare sunt fracturi sau fisuri minuscule care pot apărea în celulele fotovoltaice sau în straturile de protecție ale structurii panoului solar. Aceste fracturi, deși adesea microscopice și nedetectabile cu ochiul liber, joacă un rol crucial în influențarea performanței generale și a duratei de viață a panourilor solare. Microfracturile pot afecta performanța panoului solar, ducând la o pierdere de energie, la o durată de viață mult mai scurtă sau chiar la încetarea producției de energie a întregului panou solar. Acest articol explică cauzele microfisurilor din panourile solare, modul în care acestea sunt detectate, efectele lor și ce tipuri de panouri solare sunt mai puțin susceptibile de a le produce.
Cuprins:
- De ce există microfisuri pe panourile mele solare?
- Ce daune pot fi provocate de microfisuri?
- Cum să inspectați microfisurile în timpul instalării și funcționării panourilor solare?
- Alegeți panourile solare potrivite pentru a reduce apariția microfisurilor
De ce există microfisuri pe panourile mele solare?
Cauzele microfisurilor pot fi diverse și cu multiple fațete:
Defecte de fabricație:
Practicile necorespunzătoare din timpul procesului de fabricație pot contribui în mod semnificativ la apariția microfisurilor în panourile solare. Manipularea necorespunzătoare, selecția suboptimă a materialelor sau lacunele în controlul calității creează un mediu în care sunt introduse vulnerabilități. Aceste vulnerabilități, care provin din etapa de fabricație, devin catalizatori potențiali pentru inițierea și propagarea microfisurilor în structura panoului solar. Prin urmare, se subliniază necesitatea critică de a acorda o atenție meticuloasă detaliilor, de a instrui corespunzător personalul și de a respecta cu strictețe protocoalele de control al calității pe parcursul întregului proces de fabricație pentru a minimiza riscul de formare a microfisurilor.
Stres mecanic:
Stresul mecanic este un factor semnificativ care contribuie la formarea de microfisuri în panourile solare și poate fi clasificat în diferite faze, inclusiv transportul, instalarea și factorii de mediu externi.
În timpul transportului, stresul mecanic poate avea un impact semnificativ asupra panourilor solare, în special în ceea ce privește practicile de ambalare, depozitare și manipulare din lanțul de aprovizionare. Procedurile de ambalare sau depozitare necorespunzătoare pot supune panourile solare la o presiune excesivă, ceea ce poate duce la formarea de microfisuri. Metodele de transport necorespunzătoare, inclusiv manipularea dură sau stivuirea necorespunzătoare, pot supune panourile solare la vibrații și impacturi, ceea ce duce la stres mecanic și la un risc crescut de formare de microfisuri.
Prin urmare, abordarea aspectelor legate de ambalare, depozitare și manipulare este crucială pentru a minimiza potențialul de formare a microfisurilor în timpul fazei de transport.
Stresul mecanic indus de instalare este, de asemenea, o preocupare critică pentru panourile solare. Practici precum stivuirea necorespunzătoare, sprijinirea echipamentelor pe panouri, loviturile accidentale și instalarea pe suprafețe neplane pot crea puncte de presiune localizate, ceea ce duce la formarea de microfisuri. Tragerea panourilor în timpul transportului introduce o tensiune indusă de frecare, în timp ce tehnicile de transport necorespunzătoare, cum ar fi utilizarea unei singure persoane sau așezarea pe marginea modulului, pot cauza forțe neuniforme. Aceste practici reprezintă un risc pentru eficiența și longevitatea panourilor solare, subliniind necesitatea unor proceduri atente de manipulare și instalare pentru a atenua solicitările mecanice și a asigura o performanță optimă.
După cum se arată în figura de mai jos, s-a ajuns la concluzia, în urma testelor, că sprijinirea incorectă a umerilor și a capului pe panou în timpul urcării scărilor a dus la o scădere de 1% a puterii. Modul corect de a transporta panoul este de a echilibra greutatea în mâini față de cadrul panoului.
(Exemplu de degradare a performanței din cauza purtării incorecte a unui panou solar）
(Modul corect de a transporta un panou solar)
În timpul funcționării pe termen lung a panourilor solare, factorii de mediu externi, inclusiv stresul legat de condițiile meteorologice, cum ar fi vântul, grindina și variațiile extreme de temperatură, joacă un rol semnificativ în impunerea de stres mecanic asupra panourilor solare. Acești factori de stres de mediu, atunci când persistă în timp, pot contribui la dezvoltarea cumulativă a microfisurilor. Prin urmare, o abordare cuprinzătoare pentru minimizarea riscului de formare de microfisuri în panourile solare implică înțelegerea și atenuarea stresului mecanic în diferite etape, de la transport, instalare și exploatare. Prin abordarea atât a practicilor de manipulare internă, cât și a factorilor de mediu externi, se pot îmbunătăți fiabilitatea și performanța generală a panourilor solare.
Ciclul termic:
Ciclismul termic, care rezultă din fluctuațiile zilnice și sezoniere ale temperaturii, apare ca un factor esențial care contribuie la dezvoltarea microfisurilor în panourile solare. Expansiunea și contracția constantă a materialelor din panourile solare, influențate de variația luminii solare și a condițiilor meteorologice, creează condiții favorabile pentru inițierea și propagarea microfisurilor pe perioade lungi de expunere. Stresul repetitiv indus de ciclurile termice subliniază importanța luării în considerare a variațiilor de temperatură în procesele de proiectare, fabricare și instalare a panourilor solare pentru a spori durabilitatea și longevitatea acestora.
Ce daune pot fi provocate de microfisuri?
Creșterea rezistenței și deteriorarea termică: Microcrăpăturile pot provoca o creștere a rezistenței electrice, ridicând temperaturile și creând puncte fierbinți. Această escaladare a daunelor termice contribuie și mai mult la deteriorarea generală a celulei solare afectate. În anumite cazuri, microfisurile se pot propaga, ducând la izolarea de circuit a unei zone semnificative din cadrul unei celule individuale. Această izolare poate duce la o polarizare inversă, inducând temperaturi ridicate în secțiunea conectată a celulei. Pe măsură ce temperaturile cresc, există riscul de a provoca daune permanente, ceea ce nu numai că diminuează producția de energie, dar, în cazuri extreme, poate duce la o defecțiune catastrofală, cum ar fi spargerea sticlei sau, în cazuri nefericite, un incendiu din cauza căldurii intense generate de o celulă în polarizare inversă.
Putere de ieșire redusă: Rezistența electrică crescută duce la o scădere a producției de energie, ceea ce determină o scădere a eficienței generale a panoului solar.
Propagarea fisurilor și defectarea modulelor: În cazul în care microfisurile se extind în lungime, acestea pot evolua în fisuri mai mari, putând să oprească sau să pună capăt producției de energie a întregului modul. Acest rezultat necesită înlocuirea și are un impact semnificativ asupra duratei de viață globale a panoului solar.
Pentru a atenua aceste efecte dăunătoare, detectarea timpurie prin inspecții regulate este esențială. Diferite metode, după cum s-a menționat anterior, pot fi utilizate pentru a identifica și a remedia prompt microfisurile, asigurând performanța susținută și longevitatea panourilor solare.
Cum să inspectați microfisurile în timpul instalării și funcționării panourilor solare?
Detectarea microfisurilor în panourile solare este un proces esențial pentru asigurarea unei performanțe optime și a unei longevități prelungite. Diverse metode de inspecție răspund unor scenarii distincte atât în timpul fazei de instalare, cât și în timpul funcționării:
EL (electroluminescență):
Electroluminescența (EL) funcționează pe principiul generării de lumină atunci când un curent electric este aplicat unui material. În domeniul celulelor solare, EL se aplică pentru a vizualiza și identifica defectele care nu sunt ușor de observat prin metode alternative. Testarea EL se dovedește deosebit de eficientă în detectarea microfisurilor, a celulelor sparte și a altor defecte interne din celulele solare. Această metodă oferă o perspectivă directă asupra integrității structurale a celulelor, descoperind probleme ascunse care ar putea scăpa detecției prin alte metode de testare.
ELCD (detectarea fisurilor prin electroluminescență):
ELCD utilizează electroluminescența pentru a detecta eficient microfisurile din panourile solare. Aplicarea unui curent electric activează materialele electroluminescente, producând lumină vizibilă care este alterată de microfisuri, făcându-le detectabile vizual. Această metodă nedistructivă este crucială pentru controlul calității în timpul fabricării și pentru întreținerea preventivă pe teren. Spre deosebire de electroluminescența (EL) tradițională, ELCD este special concepută pentru detectarea microfisurilor, oferind o precizie sporită în identificarea și vizualizarea acestor defecte structurale minuscule. Specificitatea ELCD face din ELCD un instrument valoros, asigurând fiabilitatea și eficiența instalațiilor de panouri solare prin abordarea problemelor care ar putea trece neobservate prin alte metode de testare.
Pe lângă aceste două modalități, există și alte câteva metode:
Imagistica prin fotoluminescență:
Utilizată cel mai bine în timpul instalării și funcționării, imagistica prin fotoluminescență identifică microfisurile care afectează eficiența conversiei fotovoltaice. Această tehnică se integrează perfect în rutinele de întreținere regulate pentru a susține eficiența continuă.
Imagistica în infraroșu:
Imagistica în infraroșu (IR) funcționează prin captarea radiației termice emise de un obiect, permițând identificarea variațiilor de temperatură care indică defecte sau nereguli. În special în cazul celulelor solare, IR este utilizat pe scară largă pentru inspecții termice în vederea detectării supraîncălzirii, a identificării componentelor cu funcționare defectuoasă și a depistării neregulilor atât în celulele solare, cât și în modulele fotovoltaice. Această tehnică este deosebit de eficientă în identificarea problemelor asociate cu conexiunile electrice, cum ar fi cabluri slăbite sau deteriorate.
Inspecția vizuală și examinarea microscopică:
Aplicabile mai ales în timpul instalării și al întreținerii de rutină, inspecția vizuală și examinarea microscopică implică observarea directă și examinarea detaliată a structurii. Această abordare practică identifică în mod eficient fisurile vizibile de pe suprafețele panourilor solare.
În practică, profesioniștii pot opta pentru a utiliza aceste metode de inspecție individual sau în combinație, în funcție de cerințele și circumstanțele specifice ale sistemului de panouri solare. Este imperativ să se angajeze experți calificați, în special atunci când se utilizează echipamente tehnice avansate, pentru a asigura detectarea și analiza precisă a microfisurilor. Monitorizarea regulată și o abordare cuprinzătoare contribuie în mod semnificativ la fiabilitatea și longevitatea generală a sistemului de energie solară.
Alegeți panourile solare potrivite pentru a reduce microfisurile
În domeniul panourilor solare, gestionarea microfisurilor este crucială pentru a asigura fiabilitatea și performanța sistemului. În timp ce microfisurile reprezintă o provocare comună, tehnologiile inovatoare, cum ar fi tehnologia IBC și tehnologia HJT, au redus semnificativ impactul microfisurilor asupra performanței, beneficiile rezistenței lor la microfisuri fiind specificate în punctele următoare:
Panourile solare HJT:
Substrat de siliciu monocristalin de tip N:
Celulele solare HJT utilizează un substrat de siliciu monocristalin de tip N, cunoscut pentru puritatea și uniformitatea sa ridicată. În comparație cu siliciul policristalin, structura monocristalină este mai compactă și mai consistentă, contribuind la reducerea microfisurilor cauzate de concentrarea tensiunilor.
Strat de siliciu amorf nedopat (i-a-Si:H)
Un strat de siliciu amorf nedopat este depus pe substratul de siliciu monocristalin, acționând ca un "strat tampon". Acest strat asigură o elasticitate și o protecție suplimentară atunci când celula este supusă la solicitări fizice, cum ar fi îndoirea sau presiunea în timpul transportului și instalării. Acest lucru ajută la atenuarea stresului asupra substratului, reducând astfel formarea de microfisuri.
Metoda de prelucrare completă a jumătăților de celule:
Panourile solare HJT utilizează o tehnică unică de procesare completă pe jumătate de celulă care evită în întregime deteriorarea prin tăiere a celulelor solare. Această abordare inovatoare minimizează în mod semnificativ impactul microcrăpăturilor asupra panourilor solare, abordând în mod proactiv daunele potențiale în timpul proceselor de fabricație și de manipulare.
Temperatură de fabricație mai scăzută:
În comparație cu celulele solare tradiționale din siliciu cristalin, celulele HJT sunt produse la temperaturi mai scăzute. Această temperatură de procesare redusă înseamnă că materialele sunt supuse unui stres termic mai mic în timpul producției, ajutând la reducerea formării microfisurilor.
Structură generală optimizată:
Structura generală a celulelor HJT este optimizată în timpul proiectării și fabricării pentru a spori rezistența acestora la solicitări fizice. De exemplu, marginile și colțurile celulelor sunt proiectate pentru a fi mai netede, reducând punctele de concentrare a tensiunilor.
Design cu bare de autobuz ultra-multi:
Panourile HJT dispun de un design cu bare colectoare mai înguste, reducând cantitatea de pastă de argint utilizată și, în consecință, diminuând efectele de umbrire, reducând în același timp distanțele de transmisie a curentului. Acest design nu numai că îmbunătățește performanța electrică a panourilor, dar minimizează și pierderile de curent cauzate de microfisuri, bare colectoare deteriorate și fracturi, sporind și mai mult fiabilitatea și durata de viață a panoului.
Rezistență mecanică îmbunătățită:
Prin diferitele optimizări de proiectare și de fabricație menționate mai sus, rezistența mecanică generală a celulelor solare HJT este îmbunătățită. Această rezistență sporită ajută la menținerea integrității celulelor în timpul transportului și instalării, reducând riscul apariției microfisurilor.
Maysun Solar valorifică avantajele de neegalat ale tehnologiei heterojoncționale (HJT), ceea ce face ca panourile noastre solare HJT să facă un progres semnificativ în generarea de energie solară. Aceste panouri nu numai că realizează un salt calitativ în ceea ce privește eficiența, dar prezintă și o îmbunătățire notabilă a rezistenței la microfisuri.
Panouri solare IBC:
Panourile solare IBC au un avantaj semnificativ în ceea ce privește rezistența la intemperii. Designul inovator "All Back Contact" încorporat în panourile solare IBC previne deteriorarea prin tracțiune și desprinderea atribuită expansiunii și contracției termice a benzii de sudură frontală în condiții de stres termic sever. Această caracteristică de proiectare garantează generarea consistentă și stabilă de energie a panourilor solare, atenuând efectele negative ale variațiilor termice asupra integrității panourilor.
Cea mai recentă generație de panouri solare Maysun Solar de tip Interdigitated Back Contact (IBC) integrează perfect rezistența la microfisuri, eficiența ridicată, atractivitatea estetică și o durată de viață operațională extinsă. Alegerea panourilor solare IBC de la Maysun Solar reprezintă o decizie judicioasă pentru persoanele care urmăresc să maximizeze atât eficiența, cât și performanța. Imaginea de mai jos prezintă panourile solare IBC 430W Full Black instalate pe un acoperiș de către un client german de la Maysun Solar. Pentru informații suplimentare, vă rugăm să dați click pe butonul de mai jos.
Maysun Solar este specializată în producția de module fotovoltaice de înaltă calitate încă din 2008. Alegeți din varietatea noastră largă de panouri solare full black, cu ramă neagră, argintii și din sticlă de sticlă care utilizează tehnologiile half-cut, MBB, IBC, HJT și Shingled. Aceste panouri oferă performanțe superioare și modele elegante care se integrează perfect în orice clădire. Maysun Solar a stabilit cu succes birouri, depozite și relații pe termen lung cu instalatori excelenți în numeroase țări! Vă rugăm să ne contactați pentru cele mai recente cotații de module sau pentru orice întrebări legate de energia fotovoltaică. Suntem încântați să vă ajutăm.
Referință:
Chang, T. (2023, July 31). How microcracks damage solar panels - WINAICO Australia. WINAICO Australia. https://www.winaico.com.au/blog/what-cause-microcracks
RenewSys India. (2023, February 3). Micro cracks in solar modules: Causes, detection and prevention. renewsysworld. https://www.renewsysworld.com/post/micro-cracks-in-solar-modules-causes-detection-and-prevention
S-ar putea, de asemenea, să vă placă: